투자 페이스메이커

전기차 생산 업체들은 1회 충전시 주행 가능거리를 내연기관만큼 늘리고자 한다. 이를 위해서는 배터리의 성능 개선이 필수이다. 이에 따라 2차전지 업체는 1)베터리 에러지밀도를 올리거나 2)배터리관리시스템의 성능을 개선시키는 발전으로 공격적인 투자를 하고 있다. 4대 소재(양극재, 음극재, 분리막, 전해액)을 중심으로 발전 방향을 살펴보자.

양극재 발전방향

양극재 발전의 핵심은 1)하이니켈, 2)단결정화, 3)리사이클, 4)건식전구체 이다.

1) 하이니켈

니켈의 비중을 올리는 것이다. 대부분의 양극재 생산 업체들이 채택하는 NCM, NCA 양극재에서 N 즉 니켈은 '힘'을 담당한다. 나머지 성분들은 안정성을 담당한다고 보면 된다. 따라서 하이니켈 배터리는 니켈 비중을 올려서 에너지 밀도를 올린다는 것이다. 현재 에코프로비엠, 포스코케미칼, L&F 등은 니켈,코발트,망간을 각각 8:1:1의 비율로 혼합하여 양극재를 제조하는데 에코프로비엠은 니켈 함량을 93%까지 올리는 기술을 개발중이다.

<하이니켈 배터리 생산 비중 전망> 

주황색 부분이 하이니켈 배터리의 비중이다.

2) 단결정화

배터리 셀 제조시 압연 공정을 거치게 되는데 이때 양극 소재 분말이 잘게 부서지게 된다. 그러면서 다소간의 부반응을 일으키게 되고 이후 잔해물들을 씻어내는 공정도 추가로 필요하게 된다. 그런데 단결정 양극분말의 경우 압연시에도 부서지지 않기 때문에 공정 효율성이 크게 올라간다. 참고로 단결정 양극재 개발은 국내업체 중 에코프로비엠이 가장 앞서있다.

(2차전지 제조 공정 설명글 https://prodreamer.tistory.com/22?category=961142)

3) 리사이클

폐배터리 혹은 폐양극재를 재활용하는 기술이다. 이것이 중요한 것은 양극재의 원가 절감이 가능하게 되기 때문이며 이는 곳 전기차가 내연기관차보다 싸지는 것에 기여할 수 있다는 의미이다. 리사이클 과정을 자세히 알 필요까지는 없어보인다. 다만 리사이클 업체는 꼭 눈여겨보자. 성일하이텍, GEM, 유미코어, 에코프로CNG 등이 리사이클 사업을 영위하고 있다.

4) 건식전구체

양극재 제조공정 단순화와 원가절감의 핵심 기술이다. 아직까지 상용화 단계는 아니나 테슬라에서도 추구하는 방향이기 때문에 머지않아 상용화가 가능할 수 있을 것으로 기대된다. 간단하게 개념만 언급하자면 기존 양극재의 원료에 황산용액이 들어가는데 건식 전구체는 이를 넣지 않고 제조하는 것이다. 따라서 제조 공정이 간소화해지고 유틸리티 비용도 감소하는 것이다.